本实用新型专利技术公开了一种适用于太赫兹频段四端口器件的十字型测试结构。其包括四面夹具、直波导夹具和太赫兹分支波导定向耦合器，直波导夹具由位于上部的直波导上夹具和位于下部的直波导下夹具层叠构成，四面夹具由位于上部的四面上夹具和位于下部的四面下夹具层叠构成，四面上夹具与四面下夹具的闭合面中心部分具有四面夹具凹槽，太赫兹分支波导定向耦合器位于四面夹具凹槽内。本实用新型专利技术的有益效果是：本实用新型专利技术有效解决了直波导过长而带来巨大损耗的问题，具有低插损，功率容量大、小型化等特点，易于对器件性能进行测试。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种适用于太赫兹频段四端口器件的十字型测试结构。其包括四面夹具、直波导夹具和太赫兹分支波导定向耦合器，直波导夹具由位于上部的直波导上夹具和位于下部的直波导下夹具层叠构成，四面夹具由位于上部的四面上夹具和位于下部的四面下夹具层叠构成，四面上夹具与四面下夹具的闭合面中心部分具有四面夹具凹槽，太赫兹分支波导定向耦合器位于四面夹具凹槽内。本技术的有益效果是：本技术有效解决了直波导过长而带来巨大损耗的问题，具有低插损，功率容量大、小型化等特点，易于对器件性能进行测试。【专利说明】适用于太赫兹频段四端口器件的十字型测试结构
本技术属于太赫兹频段器件测试
，尤其涉及一种适用于太赫兹频段四端口器件的十字型测试结构。
技术介绍
太赫兹波频段处于300GHZ-3000GHZ范围以内，位于电磁波谱中微波与红外波段之间。太赫兹科学是一门介于电子学与光学之间的交叉科学，长波方向研究主要依靠电子学科学技术，短波方向研究主要是光子学科学技术。由于其所处的特殊位置，太赫兹波可以表现出许多有别于其他种类电磁辐射的独特特性，这些特性决定了太赫兹波在很多领域具有广泛良好的应用前景。太赫兹系统在半导体材料、高温超导材料的性质研究以及化学和生物的成像等诸多方面的应用已经把太赫兹研究的重要性凸现出来。太赫兹技术已经被证明在更加深入的物理研究以及实际应用中有着广阔的应用前景。太赫兹系统中，耦合器是一种常用的无源器件，其中四端口多分支矩形波导定向耦合器因具有低插损，高功率容量等特性而被广泛应用。在微波毫米波频段，常采用双端口的矢量网络分析仪对四端口波导定向耦合器进行测试，测试时需要使用带有标准法兰的匹配负载与非测试端口相连接以保证测试的正常进行，这意味着器件各端口直波导部分需要适当延长以保证器件有足够的尺寸使得一种定向耦合器测试结构能够对其性能进行测试。在太赫兹波段，由于器件的尺寸随着频率的升高而不断减小，而且趋肤效应以及相关的损耗致使器件对内部粗糙度有着很苛刻的要求，应用传统的机械加工技术制作，很难达到加工精度要求，甚至无法加工。而现有的微细加工技术中的深反应离子刻蚀(DRIE)技术对于太赫兹波导传输器件的加工已可以胜任，加工精度在微米量级。DRIE技术是一种各相异性高深宽比刻蚀技术，属于干法蚀亥IJ，也叫先进硅蚀刻技术，一般都基于电感耦合等离子体对硅进行深层加工。和其它硅的体微加工相比，DRIE技术不依赖于衬底晶向，有着更大的加工自由空间。典型的刻蚀掩膜为二氧化硅或光刻胶，刻蚀选择比与特定的工艺参数有关。采用DRIE技术可加工高深宽比的硅结构，这些硅结构作为产生金属结构的模具，或在硅结构上沉积金属薄膜直接用作器件。在325GHz-500GHz频段范围以内使用DRIE技术加工制造的直波导的损耗大约为0.4dB/mm,这意味着波导损耗不可忽略，测试器件端口外延直波导长度越短越好。在太赫兹频段，测试系统的标准法兰尺寸约为19mm*19mm，而被测器件只有几个立方毫米，可见被测器件的尺寸远远小于测试系统标准法兰的尺寸，因此不能直接使用微波毫米波频段常用的四端口器件的测试方法进行测试，即无法采用非测试端口直接端接匹配负载的方式来对被测器件的性能进行测试。
技术实现思路
为了解决以上问题，本技术提出了一种适用于太赫兹频段四端口器件的十字型测试结构。 本技术的技术方案是:一种适用于太赫兹频段四端口器件的十字型测试结构，其特征在于:包括四面夹具、直波导夹具和太赫兹分支波导定向耦合器，所述四面夹具由位于上部的四面上夹具和位于下部的四面下夹具层叠构成，所述四面上夹具与四面下夹具的闭合面中心部分具有四面夹具凹槽，所述四面夹具凹槽包括分别位于四面上夹具和四面下夹具内相互对称的两部分，所述太赫兹分支波导定向耦合器位于四面夹具凹槽内，所述四面夹具凹槽四个侧面的中心分别具有四面夹具直波导，所述四面夹具直波导包括分别位于四面上夹具和四面下夹具内相互对称的两部分，所述四面夹具直波导一端与太赫兹分支波导定向耦合器连接，另一端延伸至四面夹具边缘。 进一步地，所述四面夹具凹槽尺寸与太赫兹分支波导定向耦合器外部尺寸相同。 进一步地，所述太赫兹分支波导定向耦合器包括上下层叠的上腔体和下腔体，所述上腔体的下表面和下腔体的上表面通过刻蚀闭合构成镂空结构的四面夹具波导腔。 进一步地，所述四面夹具波导腔包括主波导腔和副波导腔，主波导腔和副波导腔之间包括从左到右依次排列呈长方体的第一分支波导腔、第二分支波导腔、第三分支波导腔、第四分支波导腔和第五分支波导腔。 进一步地，所述第一分支波导腔与第二分支波导腔之间、第二分支波导腔与第三分支波导腔之间、第三分支波导腔与第四分支波导腔之间、第四分支波导腔与第五分支波导腔之间分别具有凸台。 进一步地，所述主波导腔一端为波导输入段，另一端为波导直通输出段，两端都具有拐角。 进一步地，所述副波导腔一端为波导隔离段，另一端为波导耦合输出段，两端都具有拐角。 进一步地，所述第一分支波导腔一端与主波导腔的波导输入段连接，另一端与副波导腔的波导隔离段连接；第五分支波导腔一端与主波导腔的波导直通输出段连接，另一端与副波导腔的波导耦合输出段连接。 进一步地，直波导夹具内设有波导腔。 本技术的有益效果是:本技术将现有的耦合器分支电桥结构采用拐角的方式处理形成一种测试结构，并结合相应夹具共同完成对耦合器的性能测试，测试结构中的四个端口经四面夹具将直波导部分延伸至足够长，测试端口接矢量网络分析仪，非测试端口加匹配负载，最后测试结果扣除传统机械加工夹具中直波导的损耗即为太赫兹分支波导定向耦合器的实际所需结果；本技术有效解决了直波导过长而带来巨大损耗的问题，具有低插损，功率容量大、小型化等特点，易于对器件性能进行测试。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术的太赫兹分支波导定向耦合器立体结构示意图。 图2是本技术的太赫兹分支波导定向耦合器上腔体俯视结构示意图。 图3是本技术的太赫兹分支波导定向耦合器下腔体俯视结构示意图。 图4是本技术的四面夹具立体结构示意图。 图5是本技术的四面上夹具俯视结构示意图。 图6是本技术的四面下夹具俯视结构示意图。 图7是本技术的直波导夹具立体结构示意图。 图8是本技术的直波导上夹具俯视结构示意图。 图9是本技术的直波导下夹具俯视结构示意图。 其中，1、上腔体；2、下腔体；3、波导腔；4、主波导腔；5、副波导腔；6、波导输入段； 7、波导直通输出段；8、波导耦合输出段；9、波导隔离段；10、第一分支波导腔；11、第二分支波导腔；12、第三分支波导腔；13、第四分支波导腔；14、第五分支波导腔；15、拐角；16、凸台；17、四面上夹具；18、四面下夹具；19、四面夹具波导腔；20、四面夹具凹槽；21、四面夹具直波导；22、直波导上夹具；23、直波导下夹具；24、直波导夹具波导腔；25、法兰。 【具体实施方式】 为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于太赫兹频段四端口器件的十字型测试结构，其特征在于：包括四面夹具、直波导夹具和太赫兹分支波导定向耦合器，所述直波导夹具由位于上部的直波导上夹具(22)和位于下部的四面下夹具(23)层叠构成，所述四面夹具由位于上部的四面上夹具(17)和位于下部的四面下夹具(18)层叠构成，所述四面上夹具(17)与四面下夹具(18)的闭合面中心部分具有四面夹具凹槽(20)，所述四面夹具凹槽(20)包括分别位于四面上夹具(17)和四面下夹具(18)内相互对称的两部分，所述太赫兹分支波导定向耦合器位于四面夹具凹槽(20)内，所述四面夹具凹槽(20)四个侧面的中心分别具有四面夹具直波导(21)，所述四面夹具直波导(21)包括分别位于四面上夹具(17)和四面下夹具(18)内相互对称的两部分，所述四面夹具直波导(21)一端与太赫兹分支波导定向耦合器连接，另一端延伸至四面夹具边缘。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡江，周扬帆，刘双，刘伊民，张勇，郑中万，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：新型
国别省市：四川;51
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